CN106470371A - 一种能够抑制漏音的骨传导扬声器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够抑制漏音的骨传导扬声器，该骨传导扬声器包括开口状外壳、振动面板和换能装置，其中：所述换能装置用于产生振动并容置在所述外壳的内部；所述振动面板用于贴合皮肤并传递振动；所述外壳的至少一部分上开设有至少一个引声孔，所述引声孔用于将所述外壳内部空气振动所形成的壳内声波引出至所述外壳的外部，与所述外壳振动推动壳外空气所形成的漏音声波发生干涉，以降低所述漏音声波的振幅，所述引声孔的位置、形状和数量，根据骨传导扬声器的尺寸、消除漏音的目标区域和声波的频率而设置。本发明抑制漏音的效果好，而且实现简单，不增加骨传导扬声器的体积和重量，也几乎不增加产品成本。

Description

一种能够抑制漏音的骨传导扬声器
本申请是申请号为201410005804.0专利申请的分案申请(原申请的申请日为2014年1月6日，发明名称为一种抑制骨传导扬声器漏音的方法及骨传导扬声器)。
技术领域
本发明实施例涉及骨传导装置技术，尤其涉及一种能够抑制漏音的骨传导扬声器。
背景技术
骨传导扬声器，也称振动扬声器，其通过产生与声音信号相同频率与相应幅度的机械振动，推动人体组织与骨骼，从而刺激耳蜗中的听觉神经，使人听到声音，骨传导扬声器也被称为骨传导耳机。
基于骨传导扬声器的原理，其结构如图1A和图1B所示，一般包括开口状外壳110、振动面板121、换能装置122和连接件123。换能装置122是可基于某种原理实现电信号向机械振动转换的组件。振动面板121与换能装置122固定相连，在换能装置122的带动下同步振动。振动面板121从外壳110的开口伸出，与人体皮肤贴合，振动通过人体组织与骨骼传递到听觉神经，从而使人听到声音。连接件123设置在换能装置122与外壳110之间，用于将振动的换能装置122定位在外壳中。为了尽量减少对换能装置122所作振动的约束，连接件123一般为弹性材料制成。
然而，换能装置122的机械振动，不仅带动振动面板121的振动，也会通过连接件123传导至外壳110，使得外壳110也产生振动。所以，骨传导扬声器产生的机械振动既能推动人体组织，也在振动面板121与外壳110未接触人体组织的部分，由振动推动空气，从而产生了空气声。这种空气声即为漏音。“漏音”在有些应用场合中是无害的；但在有些应用场合，比如人在使用骨传导扬声器进行通讯时希望保护隐私时，或是希望在听音乐时不要打打扰他人时，就不希望有漏音的存在。
为了解决漏音问题，一篇韩国专利公开了一种双重壳体及双重磁场结构的骨传导扬声器，该专利的公开号为KR10-2009-0082999。该专利提供的扬声器如图2所示，包括，上部开放的第一壳体210；及从以上第一壳体210的外部开始隔离排列并且围绕以上第一壳体210的第二壳体220。以上第一壳体210内部容置有能输入电信号的可动线圈230；内磁性部件240和外磁性部件250，两者之间形成双重磁场；通过可动线圈230置于磁场中，在吸引力和排斥力的作用下振动；与可动线圈230连接、能接收可动线圈230振动的振动板260；及从振动板260的外侧连接，接触到使用者的皮肤上传达机械振动的振动单元270。该专利所提供的方案通过在第一壳体210外侧包围第二壳体220，目的在于以第二壳体220阻挡第一壳体210的振动向外扩散，从而在一定程度上降低漏音。
但是，该方案由于第二壳体220与第一壳体210之间的固定连接也不可避免地导致第二壳体220振动，从而导致第二壳体220很难达到较好的密封效果，所以实际降低漏音的效果较差。并且，第二壳体220也增加了扬声器的整体体积和重量，不仅导致成本增加，还增加了装配工艺的复杂度，降低了扬声器的一致性和可靠性。
发明内容
本发明实施例提供一种能够抑制漏音的骨传导扬声器，以有效降低骨传导扬声器的漏音。
本发明实施例提供了一种骨传导扬声器，包括外壳、振动面板和换能装置，其中：
所述换能装置用于产生振动，并容置在所述外壳的内部；
所述振动面板与所述换能装置相连，用于贴合皮肤并传递振动；
所述外壳的至少一部分上开设有至少一个引声孔，其中，所述引声孔用于将所述外壳内部空气振动所形成的壳内声波引出至所述外壳的外部，与所述外壳振动推动壳外空气所形成的漏音声波发生干涉，以降低所述漏音声波的振幅；
其中，所述引声孔的位置、形状和数量，根据骨传导扬声器的尺寸、消除漏音的目标区域和声波的频率而设置。
如上所述的骨传导扬声器，优选的是：所述外壳具有侧壁和一个底壁，所述引声孔开设于所述外壳的侧壁和/或底壁。
如上所述的骨传导扬声器，优选的是：所述引声孔开设在所述外壳侧壁的上部、中部和/或下部。
如上所述骨传导扬声器，优选的是，所述外壳为圆柱状，底壁的半径为22mm，侧壁高度为14mm。
如上所述骨传导扬声器，优选的是，一个骨传导扬声器上的引声孔的形状相同或不同。
如上所述骨传导扬声器，优选的是，引声孔的形状是长条形，长条形是沿直线、曲线或弧线的条状。
如上所述骨传导扬声器，优选的是，所述引声孔设置在侧壁上，位于从顶部到侧壁高度方向1/3高度的位置。
如上所述骨传导扬声器，优选的是，所述外壳为圆柱状，所述引声孔设置在侧壁上位于从顶部到侧壁高度方向2/3高度的位置；引声孔的数量为8个；形状为矩形，各引声孔呈环形分布在所述外壳的侧壁上。
如上所述骨传导扬声器，优选的是，所述外壳为圆柱状，所述引声孔设置在侧壁中部；引声孔的数量为8个；形状为矩形，各引声孔呈环形分布在所述外壳的侧壁上。
如上所述骨传导扬声器，优选的是，所述外壳为圆柱状，在所述外壳底壁的周向开设有贯通的引声孔；引声孔的数量为8个；形状为矩形，各引声孔呈环形分布在所述外壳的底壁上。
如上所述骨传导扬声器，优选的是，所述外壳为圆柱状，在所述外壳侧壁的上部和下部分别开设有贯通的引声孔；各引声孔呈环状均匀分布在外壳侧壁的上部和下部，每圈引声孔的数量为8个；上部和下部设置的引声孔相对于外壳的中截面对称设置；每个引声孔的形状为圆形。
如上所述骨传导扬声器，优选的是，侧壁上部和下部的引声孔的形状不一致。
如上所述骨传导扬声器，优选的是，所述外壳为圆柱状；在外壳侧壁的上部和下部，以及外壳的底壁分别开设有贯通的引声孔；侧壁开设的引声孔呈环状均匀分布在外壳侧壁的上部和下部，每圈数量为8个，且上部和下部设置的引声孔相对于外壳的中截面对称设置；侧壁开设的每个引声孔为矩形；底壁开设的引声孔的形状为沿弧线设置的长条形，数量为4个，以底壁的中心为圆心呈环形均匀分布；且底壁开设的引声孔还包括开设在中心处的圆形的通孔。
如上所述骨传导扬声器，优选的是，所述外壳为圆柱状，所述引声孔设置在侧壁上,位于从顶部到侧壁高度方向2/3高度的位置；引声孔的数量为8个；形状为圆形，各引声孔呈环形分布在所述外壳的侧壁上。
如上所述骨传导扬声器，优选的是，所述外壳为圆柱状，所述引声孔在侧壁的上部、中部和下部周向均布；在所述外壳底壁周向开设有一圈引声孔；各引声孔的孔径大小相同，且各圈引声孔的数量相同。
如上所述骨传导扬声器，优选的是：
在引声孔的开口处罩设有阻尼层；或
在引声孔内壁贴附阻尼层。
如上所述骨传导扬声器，优选的是：
所述阻尼层为调音纸、调音棉、无纺布、丝绸、棉布、海绵或橡胶。
本发明实施例提供的技术方案，利用了声波干涉原理，通过在外壳开设引声孔，将骨传导扬声器外壳内的振动声波引出壳外，与外壳振动产生的漏音声波发生干涉，以消减振幅，从而达到减小漏音的效果。该方案不仅抑制漏音的效果好，而且实现简单，不增加骨传导扬声器的体积和重量，也几乎不增加产品成本。
附图说明
图1A和图1B为现有技术中一种骨传导扬声器的结构示意图；
图2是现有技术中另一种骨传导扬声器的结构示意图；
图3为本发明实施例所适用的声学干涉原理示意图；
图4A和4B为本发明实施例一提供的骨传导扬声器的结构示意图，
图4C为本发明实施例一提供的骨传导扬声器的物理模型，
图4D为本发明实施例一提供的骨传导扬声器的抑制漏音效果图；
图5为本发明实施例所适用的等响曲线示意图；
图6为本发明实施例二提供的抑制骨传导扬声器漏音的方法流程图；
图7A和7B为本发明实施例三提供的骨传导扬声器的结构示意图，图7C为本发明实施例三提供的骨传导扬声器的抑制漏音效果图；
图8A和8B为本发明实施例四提供的骨传导扬声器的结构示意图，图8C为本发明实施例四提供的骨传导扬声器的抑制漏音效果图；
图9A和9B为本发明实施例五提供的骨传导扬声器的结构示意图，图9C为本发明实施例五提供的骨传导扬声器的抑制漏音效果图；
图10A和10B为本发明实施例六提供的骨传导扬声器的结构示意图，图10C为本发明实施例六提供的骨传导扬声器的抑制漏音效果图；
图11A和11B为本发明实施例七提供的骨传导扬声器的结构示意图，图11C为本发明实施例七提供的骨传导扬声器的抑制漏音效果图；
图12A和12B为本发明实施例八提供的骨传导扬声器的结构示意图；
图13A和13B为本发明实施例九提供的骨传导扬声器的结构示意图。
本发明的附图中各附图标记分别具有如下含义：
110、开口状外壳，121、振动面板，122、换能装置，123、连接件；
210、第一壳体；220、第二壳体；230、可动线圈，240、内磁性部件，250、外磁性部件，260、振动板，270、振动单元；
10、外壳，11、侧壁，12、底壁；21、振动面板，22、换能装置，23、连接件，24、弹性元件；30、引声孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
为清楚介绍本发明实施例的技术方案，首先介绍本发明所基于的设计原理。如图3所示为本发明实施例所适用的声学干涉原理示意图。声波的两个重要参数是频率和振幅，相同频率的两个声波在空间中会发生干涉，即两个声波的振幅相互叠加。如图3所示，若在空间不同位置中存在声源一和声源二，且两声源的频率相同。两个声源发出的声波可能在空间的某一点A相遇，若两个声源的声波在A点恰好相位相同，就会在A点使同相振幅相互累加，信号增大；相反，若在A点相位相反，则使反相振幅相互消减，信号减小。
本发明即将上述的声波干涉原理应用于骨传导扬声器中，提出一种能够降低漏音的骨传导扬声器。
实施例一
图4A和4B为本发明实施例一提供的骨传导扬声器的结构示意图，该骨传导扬声器包括外壳10、振动面板21和换能装置22。其中，用于产生振动的所述换能装置22容置在所述外壳10的内部；所述外壳10的至少一部分上开设有至少一个引声孔30，所述引声孔30用于将所述外壳10内部空气振动所形成的壳内声波引出至所述外壳10的外部，与所述外壳10振动推动壳外空气所形成的漏音声波发生干涉，以降低所述漏音声波的振幅。
本实施例的技术方案可适用于各种具有典型结构的骨传导扬声器。骨传导扬声器的换能装置22是可基于某种原理实现电信号向机械振动转换的组件。常见的如通过电磁作用将音频电信号输入音圈，音圈置入磁场中可驱动音圈的振动。或者可以采用压电陶瓷原理制作换能装置22，将电信号转换为陶瓷部件的形状变化而产生振动。
在本实施例中，振动面板21与换能装置22固定相连，在换能装置22的带动下同步振动。振动面板21从外壳10的开口伸出外壳10，与人体皮肤贴合，振动通过人体组织与骨骼传递到听觉神经，从而使人听到声音。在换能装置22与外壳10之间可以通过连接件23相连，将振动的换能装置22定位在外壳10中。
在本实施例中，连接件23可以为一个或多个独立的部件，也可以与换能装置22或外壳10一体设置。为了减小对振动的约束，连接件23通常选择弹性材料制成。
换能装置22不仅带动振动面板21振动，换能装置22自身也是一个振动源，其容置在外壳10的内部，换能装置22表面振动使壳内空气随之振动，形成的声波是在外壳10内部的，可称为壳内声波。振动面板21和换能装置22通过连接件23定位在外壳10上，不可避免地会将振动作用于外壳10上，带动外壳10同步振动，所以外壳10推动壳外空气振动即形成了漏音声波。漏音声波向外传播，就形成了漏音。
壳内声波和漏音声波相当于图3中所示的两个声源。本发明实施例在外壳的壁面上开设了贯通的引声孔30，能够将壳内声波引导传播至壳外，与漏音声波同在空气中进行传播，发生干涉，从而降低所述漏音声波的振幅，即减小了漏音。因此，本实施例的技术方案，通过在外壳上开设引声孔这一便捷改进，即在一定程度上解决漏音问题，且不增加骨传导扬声器的体积和重量。
在本实施例中，引声孔30示例性的设置在侧壁高度的上部，即从顶部(振动面板)到侧壁高度方向1/3高度的部分。
图4C是本发明实施例所提供的骨传导扬声器的物理模型，骨传导扬声器的简化结构如前述实施例所示，其结构可以进一步抽象为力学元件，如图所示，位于外壳10侧壁与振动面板21之间的连接件23可抽象为并联的弹性元件和阻尼件，振动面板21和换能装置22之间可抽象为是弹性元件24的连接关系。
壳体外，漏音降低量正比于
其中，S开孔是引声孔的开孔面域，S外壳是未与人脸接触的外壳面域，
其中，壳内压强P＝Pa+Pb+Pc+Pe， (2)
Pa、Pb、Pc、Pe分别是a面、b面、c面、e面在壳内空间任一点所生成的声压，
以b所在面的中心O点为空间坐标原点，以b所在面为z＝0的平面，Pa、Pb、Pc、Pe分别是：
其中，
是观测点(x,y,z)到b面声源上一点(x′,y′,0)的距离；Sa、Sb、Sc、Se分别为a面、b面、c面、e面的面域；
是观测点(x,y,z)到a面声源上一点(x′a,y′a,za)的距离；
是观测点(x,y,z)到c面声源上一点(x′c,y′c,zc)的距离；
是观测点(x,y,z)到e面声源上一点(x′e,y′e,ze)的距离；
k＝ω/u波数(u为声速)，
k：波数，
u：声速，
ρ0：空气密度，
ω：振动的角频率(以下同)，
Pa阻、Pb阻、Pc阻、Pe阻为空气本身声阻，分别为：
其中，r为单位长度上的声阻尼，r′为单位长度上的声质量，za为观测点到a面声源的距离，zb为观测点到b面声源的距离，zc为观测点到c面声源的距离，ze为观测点到e面声源的距离。
Wa(x,y)、Wb(x,y)、Wc(x,y)、We(x,y)、Wd(x,y)分别是a、b、c、e、d面单位面积的声源强度，可由以下公式组(11)导出：
其中，
F为换能器转换成的驱动力，
Fa、Fb、Fc、Fd、Fe分别为a、b、c、d、e各处的驱动力，
Sd为外壳上d面的面域，
f为侧壁的小间隙形成的粘滞阻力，f＝ηΔs(dv/dy)，
L为振动板作用于人脸时，人脸的等价载荷，
γ为弹性元件2上耗散能量，
k1、k2分别是弹性元件1和弹性元件2的弹性系数，
η：流体粘性系数，
dv/dy:流体的速度梯度，
Δs：物体的截面积，
A：幅度，
声场的面积，
δ：高阶量(来源于外壳形状的非完全对称性)，
壳体外任意一点，由壳体振动产生的声压为：
为观测点(x,y,z)到d面声源上一点(x′d,y′d,zd)的距离。
其中，a面、b面、c面、e面位于壳内，a面为换能装置(22)靠近振动面板(21)的一面，b面为振动面板(21)靠近换能装置(22)的一面，c面为外壳的底壁(12)靠近换能装置(22)的一面，e面为换能装置(22)靠近外壳的底壁(12)的一面，d面为外壳的底壁(12)远离换能装置(22)的一面。
Pa、Pb、Pc、Pe全都是位置的函数，当我们在壳上任一位置开孔时，若开孔面积为S开孔，则开孔处声压的总作用为
而外壳10上由于振动面板21紧贴人体组织，其输出能量都被人体组织吸收，那么只有d面推动壳外空气振动，形成漏音，外壳推动壳外空气振动的总作用为
我们的目标是使与大小相等，方向相反，从而达到降低漏音的效果。一旦装置基本结构确定，是一个我们无法调整的量，那么调整使其与抵消。而上包含了完整的相位和幅度信息，其相位、幅度与骨传导扬声器的外壳尺寸、换能装置的振动频率、引声孔的开设位置、形状、数量、尺寸及孔上是否有阻尼都有密切关系，这就使我们可以通过调整引声孔的开设位置、形状和数量和/或增加阻尼和/或调整阻尼材料来达到抑制漏音的目的。
需要额外指出的一点是，由于骨传导耳机与传统气导耳机的基本结构和作用机理不同，发明人所推导出的上述公式仅仅适用于骨传导扬声器。而传统气导耳机的气室中的空气可以被当成一个整体，其相位对位置不敏感，这一点与骨传导扬声器具有本质的不同，因此气导扬声器不能适用于上述公式。
根据发明人所推导的上述公式，本领域技术人员容易理解的是，漏音声波的消除效果，与骨传导扬声器的外壳尺寸、换能装置的振动频率、引声孔的开设位置、形状、数量、尺寸及孔上是否有阻尼都有密切关系，所以，引声孔的开设位置、形状、数量、孔上的阻尼材料等可以根据需要有多种不同的变化方案。
图5为本发明实施例所适用的等响曲线示意图，如图5所示，横坐标是频率，纵坐标是声压级。声压就是大气压受到扰动后产生的变化，即为大气压强的余压，它相当于在大气压强上的叠加一个扰动引起的压强变化，所以声压可反映声波的振幅大小。图5中每条曲线上对应于不同频率的声压级是不相同的，但人耳感觉到的强弱响应却是一样，每条曲线上注有一个数字，表示这条曲线的响度。由等响曲线族可以得知，当音量(声压振幅)较小时，人耳对高低频率音感觉不灵敏，而音量较大时，对高低频率音感觉更灵敏。其中，对于骨传导扬声器，更关注于中低音频段的音域范围，例如1000Hz～4000Hz，更优选的，1000Hz～4000Hz，或者1000Hz～3500Hz，更优选的，1000Hz～3000Hz，或者，1500Hz～3000Hz。在此频率范围内的漏音是首要需消除的对象。
图4D给出了抑制漏音效果图(数值计算与实测结果在上述波段内比较接近)。所选取的为例如圆柱形外壳30，可以具有侧壁和一个底壁。如图4A和4B所示的骨传导扬声器，其仅仅为一个优选实例，其外壳10为圆柱状，尺寸为半径22mm，侧壁高度14mm，引声孔30开设在外壳10的侧壁上部，形状为矩形、数量有多个，均匀分布在外壳10的侧壁。设定外壳10的底壁外侧50cm处为待消除漏音的目标区域，漏音声波传递至目标区域的距离，与壳内声波自换能装置22的表面经引声孔30传播至该目标区域的距离之间，相差接近180度。通过此设置，可使得外壳10底壁产生的漏音声波在待消除区域显著降低、甚至消除。
本发明提供的各方案，可以从试验结果中看出开设引声孔之后抑制漏音的效果很明显，如图4D所示，可以看出，相对于未开设引声孔的情况，开设引声孔产生了显著的抑制漏音效果。
在所测试的频谱范围内，开设引声孔后漏音平均降低了大约10dB。在1500Hz～3000Hz频段内，被抑制的漏音基本超过10dB。特别是在2000Hz～2500Hz这个频段内，在外壳侧面上部开设引声孔后，漏音比未开设引声孔的方案降低了超过20dB。
本领域技术人员根据由以上公式可以理解的是，当骨传导扬声器的尺寸不同、消除漏音的目标区域不同、声波的频率不同时，就需要设置不同位置、形状和数量的引声孔。
以典型的圆柱形外壳为例，对于设置位置，根据不同的需求，引声孔30可以开设于所述外壳的侧壁11和/或底壁12。优选所述引声孔30开设在所述外壳侧壁11的上部和/或下部。开设在所述外壳侧壁11的引声孔数量可以为至少两个，优选是呈环状周向均匀分布。开设在所述外壳底壁12的引声孔数量可以为至少两个，以底壁的中心为圆心，呈环状均匀分布。呈环状分布的所述引声孔可以设置至少一圈。开设在所述外壳底壁12的引声孔数量可以为仅有一个，该引声孔设置在底壁12的中心处。
对于数量，引声孔可以为一个或多个，优选是有多个，均匀布设。对于环状布设的引声孔，每圈引声孔的数量例如可以为6-8个。
引声孔的形状可以为圆形、椭圆形、矩形或长条形等。长条形一般是指沿直线、曲线或弧线的条状。各种形状的引声孔在一个骨传导扬声器上可以相同或不同。
当然，本领域技术人员可以理解，外壳的侧壁也可以不是圆柱形，多个引声孔可以非均匀分布，而是按需设置。引声孔的形状、数量和布设位置可以有多种组合方式，下面结合附图提供一些其他的优选实施例。
实施例二
图6为本发明实施例二提供的一种抑制骨传导扬声器漏音的方法，该方法可适用于本发明各实施例提供的骨传导扬声器中进行漏音抑制，该方法包括：
步骤1、提供具有贴合人体皮肤并传递振动的振动面板21、换能装置22以及外壳10的骨传导扬声器；
步骤2、换能装置22带动振动面板21振动；
步骤3、外壳10也随之振动并推动外部空气，形成在空气中传播的漏音声波；
步骤4、在外壳10的至少部分设置至少一个引声孔30；
步骤5、将壳内空气被推动后所形成的壳内声波从引声孔30导出至所述外壳10的外部，并与漏音声波形成干涉以抑制骨传导扬声器的漏音。
上述方法中，优选在外壳的各个不同位置处设置引声孔30。
上述方法中，优选采用实施例一中的公式和方法来确定漏音的效果，从而设计引声孔的位置。
上述方法中，优选是所述引声孔30前设置有阻尼层，以调节声波的相位和振幅。
上述方法中，优选是不同的所述引声孔之间设置为具有相同的相位，以抑制相同波长的漏音声波；或者，不同的所述引声孔之间设置为具有不同的相位，以抑制不同波长的漏音声波。
如上所述的方法，优选是同一引声孔的不同部位之间设置为具有相同的相位，以抑制相同波长的漏音声波；或者，同一引声孔的不同部位之间，设置为具有不同的相位，以抑制不同波长的漏音声波。
此外，在进行上述的干涉之前，还可对壳内声波进行处理，使其与漏音声波大小基本相等，相位基本相反，使得漏音进一步减小。
实施例三
图7A和7B为本发明实施例三提供的骨传导扬声器的结构示意图，本实施例所提供的骨传导扬声器包括开口状外壳10、振动面板21和换能装置22。其中，外壳10为圆柱状，在外壳10的侧壁下部(侧壁高度方向2/3高度到底部的部分)开设有贯通的引声孔30。引声孔30的数量例如为8个，形状例如为矩形，各引声孔30呈环形均匀分布在外壳10的侧壁上。
在该实施例中，换能装置优选基于电磁转换原理实现，包括导磁体和音圈等部件，这些部件均可容置在外壳内部，产生相同频率的同步振动。
图7C给出了抑制漏音的效果图，简单分析概括起来，在1400Hz～4000Hz频谱范围内，漏音降低值均高于5dB，在2250Hz～2500Hz频段内，漏音抑制效果最显著，降低值高于20dB。
实施例四
图8A和8B为本发明实施例四提供的骨传导扬声器的结构示意图，本实施例所提供的骨传导扬声器包括开口状外壳10、振动面板21和换能装置22。其中，外壳10为圆柱状，在外壳10的侧壁中部(侧壁高度方向1/3高度到2/3高度的部分)开设有贯通的引声孔30。引声孔30的数量为8个，形状为矩形，各引声孔30呈环形均匀分布在外壳10的侧壁上。
在该实施例中，换能装置优选基于电磁转换原理实现，包括导磁体和音圈等部件，这些部件均可容置在外壳内部，产生相同频率的同步振动。
图8C给出了消除漏音的效果图，简单分析概括起来，在1000Hz～4000Hz，该方案对漏音的抑制效果明显；1400Hz～2900Hz范围内，漏音降低值超过了10dB，在2200Hz～2500Hz频段内，漏音抑制效果最显著，降低值高于20dB。与实施例三相比，该方案在各频段降低漏音的效果均比较均衡，但降低漏音效果最好的频段与实施例三的方案一致。
这说明在众多参数均保持一致的情况下，仅仅是引声孔位置的变化就能对降低漏音的效果进行调整。
实施例五
图9A和9B为本发明实施例五提供的骨传导扬声器的结构示意图，本实施例所提供的骨传导扬声器包括开口状外壳10、振动面板21和换能装置22。其中，外壳10为圆柱状，在外壳10的底壁的周向开设有贯通的引声孔30。引声孔30的数量例如为8个，形状例如为矩形，各引声孔30呈环形均匀分布在外壳10的底壁上。
在该实施例中，换能装置优选基于电磁转换原理实现，包括导磁体和音圈等部件，这些部件均可容置在外壳内部，产生相同频率的同步振动。
图9C给出了抑制漏音的效果图，简单分析概括起来，在1000Hz～3000Hz，该方案对漏音的抑制效果明显；1700Hz～2700Hz范围内，漏音降低值超过了10dB，在2200Hz～2400Hz频段内，漏音抑制效果最显著，降低值高于20dB。与实施例三相比，该方案在各频段降低漏音的效果均比较均衡，但降低漏音效果最好的频段与实施例三一致。该方案在1000Hz～2200Hz范围内，降低漏音的效果与实施例四相相似，优于实施例三，但在2200Hz～4000Hz，该实施例的降漏音效果显著劣于实施例四和实施例三。
实施例六
图10A和10B为本发明实施例六提供的骨传导扬声器的结构示意图，本实施例所提供的骨传导扬声器包括开口状外壳10、振动面板21和换能装置22。与实施例三不同的是，在外壳10侧壁的上部和下部分别开设有贯通的引声孔30。引声孔30呈环状均匀分布在外壳10侧壁的上部和下部，每圈引声孔30的数量为8个。且上部和下部设置的引声孔30相对于外壳10的中截面对称设置。每个引声孔30的形状为圆形。
侧壁上部和下部的引声孔的形状可以不一致，内部的阻尼层可以设置为针对相同波长(频率)的漏音声波进行抑制，也可以不同波长的漏音声波进行抑制。
图10C给出了该实施例抑制漏音的效果图，简单分析概括起来，在频谱范围1000Hz～4000Hz内，该实施例对漏音的抑制效果明显；1600Hz～2700Hz范围内，漏音降低值超过了15dB，在2000Hz～2500Hz频段内，漏音抑制效果最显著，降低值高于20dB。与实施例三相比，该实施例在各频段降低漏音的效果均比较均衡，效果优于实施例三、四、五等单一高度开孔的方案。
实施例七
图11A和11B为本发明实施例七提供的骨传导扬声器的结构示意图，本实施例所提供的骨传导扬声器包括开口状外壳10、振动面板21和换能装置22。与实施例三不同的是，在外壳10侧壁的上部和下部，以及外壳10的底壁分别开设有贯通的引声孔30。侧壁开设的引声孔30呈环状均匀分布在外壳10侧壁的上部和下部，每圈数量为8个，且上部和下部设置的引声孔30相对于外壳10的中截面对称设置。侧壁开设的每个引声孔30为矩形。底壁开设的引声孔30的形状为沿弧线设置的长条形，数量为4个，以底壁的中心为圆心呈环形均匀分布。且底壁开设的引声孔30还包括开设在中心处的圆形的通孔。
图11C给出了该实施例抑制漏音的效果图，简单分析概括起来，在频谱范围1000Hz～4000Hz内，该方案对漏音的抑制效果明显；1300Hz～3000Hz范围内，漏音降低值超过了10dB，在2000Hz～2700Hz频段内，漏音抑制效果最显著，降低值高于20dB。与实施例三相比，该方案在各频段降低漏音的效果均比较均衡，效果优于实施例三、四、五等单一高度开孔的方案。与实施例六相比，该实施例的效果在1000Hz～1700Hz和2500Hz～4000Hz频段内抑制漏音的效果优于实施例六。
实施例八
图12A和12B为本发明实施例八提供的骨传导扬声器的结构示意图，本实施例所提供的骨传导扬声器包括开口状外壳10、振动面板21和换能装置22。在外壳10侧壁的上部开设有贯通的引声孔30，呈环状均匀分布在外壳10侧壁的上部，数量例如为8个，与实施例三不同的是，本实施例中的引声孔30的形状为圆形。
通过数值计算和实验测试比较，本实施例八与第一实施例的效果大体相同，也能够对漏音构成有效的抑制。
实施例九
图13A和13B为本发明实施例九提供的骨传导扬声器的结构示意图，本实施例所提供的骨传导扬声器包括开口状外壳10、振动面板21和换能装置22。
与实施例三不同的是，为了显示出抑制漏音的较优效果，分别在侧壁11的上部、中部和下部均周向均布有引声孔30，在外壳10底壁12也周向开设有一圈引声孔30。各引声孔30的孔径大小和孔的个数均相同。
该方案的效果相对于单一高度、位置的孔来说，在各频段降低漏音的效果均比较均衡，效果优于实施例三、四、五等单一高度开孔的方案。
实施例十
在前述的实施例一到实施例九中，所述引声孔30可以为无遮挡的贯通孔。
但是，为了控制壳内声波从引声孔30传播而出的效果，可以在引声孔30的开口处设置阻尼层(在说明书附图中未示出)，以调节声波的相位和振幅，从而修正引导壳内声波的效果。
阻尼层的材料选择和设置位置可以有多种方式，例如，阻尼层为调音纸、调音棉、无纺布、丝绸、棉布、海绵或橡胶等对音质传导具有一定阻尼的材料，可以在引声孔30内壁贴附阻尼层，或者在引声孔30的孔口外侧罩设阻尼层等。
更优选的是，对应不同引声孔之间，可以将所设置的阻尼层设置为不同引声孔之间具有相同的相位差以抑制相同波长的漏音，或设置为不同的所述引声孔(30)之间具有不同的相位差以抑制不同波长的漏音(即特定波段的漏音)。
更优选的是，同一引声孔(30)的不同部位之间设置为具有相同的相位(例如，使用预先设计好的阶梯或台阶状的阻尼层)，以抑制相同波长的漏音声波；或者，同一引声孔(30)的不同部位之间，设置为具有不同的相位，以抑制不同波长的漏音声波。
本发明上述实施例提供了引声孔在骨传导扬声器外壳上的优选设置方案，但本领域技术人员可以理解，引声孔的设置方案并不以此为限。
在以往所有骨传导扬声器的设计中，骨传导扬声器外壳均是封闭的，所以壳内声源被封闭在外壳中。本发明实施例的技术方案，是在外壳的适当位置开孔，使壳内声波和漏音声波产生的两个声音在空间中大小尽量接近相等，相位尽量接近相反，从而产生良好的干涉效果，能明显降低骨传导扬声器的外漏音，并且不增加体积重量，不影响产品的可靠性，也几乎不增加成本。该方案简单可靠，且降低漏音的效能高。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (17)

1.一种能抑制漏音的骨传导扬声器，包括外壳(10)、振动面板(21)和换能装置(22)，其特征在于：
所述换能装置(22)用于产生振动，并容置在所述外壳(10)的内部；
所述振动面板(21)与所述换能装置(22)相连，用于贴合皮肤并传递振动；
所述外壳(10)的至少一部分开设有至少一个引声孔(30)，其中，所述引声孔(30)用于将所述外壳(10)内部空气振动所形成的壳内声波引出至所述外壳(10)的外部，与所述外壳(10)振动推动壳外空气所形成的漏音声波发生干涉，以降低所述漏音声波的振幅；
其中，所述引声孔(30)的位置、形状和数量，根据骨传导扬声器的尺寸、消除漏音的目标区域和声波的频率而设置。
2.根据权利要求1所述的骨传导扬声器，其特征在于：
所述外壳(10)具有侧壁(11)和一个底壁(12)，所述引声孔(30)开设于所述外壳(10)的侧壁(11)和/或底壁(12)。
3.根据权利要求2所述的骨传导扬声器，其特征在于：
所述引声孔(30)开设在所述外壳(10)侧壁(11)的上部、中部、和/或下部。
4.根据权利要求3所述的骨传导扬声器，其特征在于，所述外壳为圆柱状，底壁的半径为22mm，侧壁高度为14mm。
5.根据权利要求1所述的骨传导扬声器，其特征在于，一个骨传导扬声器上的引声孔的形状相同或不同。
6.根据权利要求1所述的骨传导扬声器，其特征在于，引声孔的形状是长条形，长条形是沿直线、曲线或弧线的条状。
7.根据权利要求3所述的骨传导扬声器，其特征在于：
所述引声孔设置在侧壁上，位于从顶部到侧壁高度方向1/3高度的位置。
8.根据权利要求3所述的骨传导扬声器，其特征在于：
所述外壳为圆柱状，所述引声孔设置在侧壁上位于从顶部到侧壁高度方向2/3高度的位置；引声孔的数量为8个；形状为矩形，各引声孔呈环形分布在所述外壳的侧壁上。
9.根据权利要求3所述的骨传导扬声器，其特征在于：所述外壳为圆柱状，所述引声孔设置在侧壁中部；引声孔的数量为8个；形状为矩形，各引声孔呈环形分布在所述外壳的侧壁上。
10.根据权利要求3所述的骨传导扬声器，其特征在于：
所述外壳为圆柱状，在所述外壳底壁的周向开设有贯通的引声孔；引声孔的数量为8个；形状为矩形，各引声孔呈环形分布在所述外壳的底壁上。
11.根据权利要求3所述的骨传导扬声器，其特征在于：
所述外壳为圆柱状，在所述外壳侧壁的上部和下部分别开设有贯通的引声孔；各引声孔呈环状均匀分布在外壳侧壁的上部和下部，每圈引声孔的数量为8个；上部和下部设置的引声孔相对于外壳的中截面对称设置；每个引声孔的形状为圆形。
12.根据权利要求11所述的骨传导扬声器，其特征在于：
侧壁上部和下部的引声孔的形状不一致。
13.根据权利要求3所述的骨传导扬声器，其特征在于：
所述外壳为圆柱状；在外壳侧壁的上部和下部，以及外壳的底壁分别开设有贯通的引声孔；侧壁开设的引声孔呈环状均匀分布在外壳侧壁的上部和下部，每圈数量为8个，且上部和下部设置的引声孔相对于外壳的中截面对称设置；侧壁开设的每个引声孔为矩形；底壁开设的引声孔的形状为沿弧线设置的长条形，数量为4个，以底壁的中心为圆心呈环形均匀分布；且底壁开设的引声孔还包括开设在中心处的圆形的通孔。
14.根据权利要求3所述的骨传导扬声器，其特征在于：
所述外壳为圆柱状，所述引声孔设置在侧壁上,位于从顶部到侧壁高度方向2/3高度的位置；引声孔的数量为8个；形状为圆形，各引声孔呈环形分布在所述外壳的侧壁上。
15.根据权利要求3所述的骨传导扬声器，其特征在于：
所述外壳为圆柱状，所述引声孔在侧壁的上部、中部和下部周向均布；在所述外壳底壁周向开设有一圈引声孔；各引声孔的孔径大小相同，且各圈引声孔的数量相同。
16.根据权利要求1所述的骨传导扬声器，其特征在于：
在引声孔(30)的开口处罩设有阻尼层；或
在引声孔(30)内壁贴附阻尼层。
17.根据权利要求16所述的骨传导扬声器，其特征在于：
所述阻尼层为调音纸、调音棉、无纺布、丝绸、棉布、海绵或橡胶。
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